接続具、ＰＣ部材の製造装置および製造方法
【課題】ＰＣ部材を製造する際の作業効率を向上させることができ、かつ、ＰＣ部材製造時に生じ得るＰＣ用鋼材のロスを低減することのできる接続具とＰＣ部材の製造装置を提供する。
【解決手段】ＰＣ部材の製造装置１０は、ＰＣ鋼線２に緊張力を導入する緊張側アバット４と、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバット５と、双方のアバット４，５に固定された所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…と、それぞれのＰＣ鋼棒３，３，…の一端に接続される接続具１，１，…とを少なくとも具備している。ＰＣ鋼棒３の一端は接続具１の凹溝に螺合接続されており、反力受け側アバット５の接続具１と、該接続具１に対応する緊張側アバット４の接続具１の双方の有孔係止具（楔体１６）の孔１６ｄに、ＰＣ鋼線２の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数のＰＣ鋼線２，２，…がアバット４，５間に掛け渡されるように構成されている。
【解決手段】ＰＣ部材の製造装置１０は、ＰＣ鋼線２に緊張力を導入する緊張側アバット４と、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバット５と、双方のアバット４，５に固定された所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…と、それぞれのＰＣ鋼棒３，３，…の一端に接続される接続具１，１，…とを少なくとも具備している。ＰＣ鋼棒３の一端は接続具１の凹溝に螺合接続されており、反力受け側アバット５の接続具１と、該接続具１に対応する緊張側アバット４の接続具１の双方の有孔係止具（楔体１６）の孔１６ｄに、ＰＣ鋼線２の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数のＰＣ鋼線２，２，…がアバット４，５間に掛け渡されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具と、該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法に係り、特に、ＰＣ部材を製造する際の作業効率を向上させることができ、かつ、ＰＣ部材製造時に生じ得るＰＣ用鋼材のロスを低減することのできる接続具とＰＣ部材の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に引張力に弱いコンクリートに対して、予め、ないしはコンクリートの硬化後に緊張力（圧縮力）を付与することにより、引張力やひび割れ等に対する強度が高められたプレストレストコンクリート部材（以下、ＰＣ部材という。）が建設分野では多用されている。このプレストレスは、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒といったＰＣ用鋼材に緊張力が導入され、ＰＣ用鋼材とコンクリートとの付着力を介して、コンクリートにプレストレスとして導入されるものである。プレストレスの導入方式としては、ＰＣ用鋼材に予め緊張力を導入しておき、コンクリート硬化後に緊張力を解放するプレテンション方式と、コンクリートの硬化後に、該コンクリート内に（シース管等を介して）埋設されたＰＣ用鋼材に緊張力を導入するポストテンション方式とがある。
【０００３】
ところで、上記プレテンション方式によってＰＣ部材を製造する場合には、緊張ジャッキを備えた緊張側アバットと、緊張力に抗する反力受け側アバットとを所定の間隔を置いて対向配置させ、その間にＰＣ部材製造用の型枠を設置し、型枠の側壁を貫通させたＰＣ用鋼材の両端部を緊張側アバット（の緊張ジャッキ）と反力受け側アバットに固定する。型枠内にフレッシュなコンクリートを打設する前に、ジャッキにてＰＣ用鋼材に緊張力を導入しておき、コンクリートを打設し、その硬化を待って緊張力を解放することにより、コンクリート内に所定のプレストレスが導入される。なお、ＰＣ部材の形態は、橋梁桁のように長尺部材で、１方向にプレストレスを導入する場合には、緊張側アバットと反力受け側アバットとからなるアバットユニットは、１組用意すればよい。一方、スラブ等の面的な広がりを有する部材であって、例えば２方向にプレストレスを導入する場合には、前述のアバットユニットを例えば２組用意してＰＣ部材の製造がおこなわれる。
【０００４】
従来のプレテンション方式によるＰＣ部材の製造方法に関する技術として、特許文献１を挙げることができる。この技術は、２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に交差する緊張材を備えたＰＣ部材を製造する方法であり、例えば、Ｙ方向の緊張材の端部にデビエータを装着しておき、緊張力を双方の緊張材に導入し、コンクリートの硬化後に、まずＸ方向の緊張材のジャッキを弛め、次いで、Ｙ方向のジャッキを弛めるものである。デビエータが装着されていない場合には、Ｘ方向の緊張材を弛めた際に、Ｙ方向の緊張材がコンクリート部材の定着部近傍にて強制的に曲げられるという問題がある。後で弛められる側の緊張材にデビエータを装着しておくことにより、この曲げを防止することができるというものである。
【特許文献１】特開２００５−４７２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のプレテンション方式によるＰＣ部材の製造方法によれば、２方向に交差する緊張材のうち、一方の緊張材の緊張力弛緩時に他方の緊張材に曲げを生じさせることなく、双方の緊張材から緊張力を弛緩することができる。しかし、緊張材の両端部は、緊張アバット（ジャッキ）と反力アバットの双方に固定されており、ＰＣ部材から双方のアバットまでの長さ分の緊張材、すなわち、最終的に除去される緊張材のロス量は多くなってしまう。この問題は、上記特許文献１に限ったものではなく、従来のプレテンション方式によるＰＣ部材製造時に必然的に発生している問題である。
【０００６】
また、アバットに穿孔された緊張材用の貫通孔に緊張材を貫通させる作業には多くの時間と労力を要し、緊張材の本数が多くなるにつれてこの問題は一層深刻なものとなり、結果として製造コストの高騰にも繋がる。さらには、アバットに緊張材を直接設置することにより、設置時の様々な誤差などに起因する導入緊張力のロスの発生も依然として残っている。
【０００７】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、ＰＣ部材を製造するに際し、ＰＣ用鋼材のロス量を低減することができ、導入緊張力のロスを低減することができ、さらには、ＰＣ用鋼材をアバット等に設置する際に要する時間の短縮と労力の削減を図ることのできる接続具と、該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明による接続具は、２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具であって、前記接続具は、一方のＰＣ用鋼材が挿入される第１の開口と、該第１の開口に連通する中空部と、他方のＰＣ用鋼材が挿入される第２の開口と、該第２の開口に連通する凹溝と、を備えた本体部材と、前記中空部に設けられた付勢部材と、該付勢部材に取付けられた有孔係止具と、を具備しており、前記一方のＰＣ用鋼材は、該有孔係止具の孔に押圧嵌合可能となっており、前記他方のＰＣ用鋼材は前記凹溝に取付け可能となっていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、ＰＣ用鋼材は、任意仕様のＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線のほか、軟鋼や高張力鋼からなる棒鋼、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ロッドなどを含んでおり、２本のＰＣ用鋼材の組合せとしては、２本のＰＣ鋼線や２本のＰＣ鋼棒、２本の高張力鋼や２本の異形棒鋼（軟鋼）などのほか、ＰＣ鋼線とＰＣ鋼棒の組合せ、ＰＣ鋼線と高張力鋼の組合せ、ＰＣ鋼棒と異形棒鋼（軟鋼）の組合せなど、仕様の異なる任意のＰＣ用鋼材の組合せが適用できる。
【００１０】
接続具を構成する本体部材は、比較的長尺な棒状の外郭形状を有している形態や、その他、任意の外郭形状の形態などがある。この本体部材は、鋼製素材、高強度プラスチック材など、少なくとも、導入緊張力に抗し得る引張強度を備えた任意の材料にて成形される。本発明の接続具は、構造物の緊張材として使用される２本のＰＣ用鋼材を繋ぐカップラーとして適用されるほかに、後述するＰＣ部材の製造装置にも適用される。
【００１１】
接続具には、２本のＰＣ用鋼材が挿入可能な２つの開口が形成されている。その一方の開口（第１の開口）は、本体部材内部に形成された中空部と連通しており、他方の開口（第２の開口）は、本体部材内部の所定深さまで穿孔された凹溝と連通している。この中空部には、例えば、圧縮ばね等からなる付勢部材が取付けられており、この付勢部材の端部には、任意形状の有孔係止具が取付けられている。
【００１２】
有孔係止具に形成された孔は、該係止具の一端側から他端側へ貫通する貫通孔であってもよいし、係止具内部の途中まで穿孔された形態の孔であってもよい。この孔の内径は、挿入されるＰＣ用鋼材端部の外径と同径、ないしはＰＣ用鋼材の外径よりも若干小径に成形できる。尤も、ＰＣ用鋼材の端部が押圧嵌合され、該ＰＣ用鋼材に緊張力が導入された際に、有孔係止具とＰＣ用鋼材とが導入緊張力にて分離しない程度の摩擦強度が得られるように双方の内径と外径が決定される。
【００１３】
一方のＰＣ用鋼材の端部を有孔係止具の孔に押圧嵌合させた際に、有孔係止具は、付勢部材の付勢に抗して付勢部材を圧縮させる。ＰＣ用鋼材が孔に嵌合された後に、押圧力を解放すると、付勢部材によって有孔係止具が第１の開口側へ付勢され、その一端が中空部の端部に当接係合することにより、一方のＰＣ用鋼材が接続具に固定される。
【００１４】
一方、他方のＰＣ用鋼材は、第２の開口から凹溝内に挿入され、接続具に固定されることとなる。このＰＣ用鋼材と凹溝との固定は、嵌め合い構造、螺合構造等、適宜の固定態様を選定することができ、既述するように、少なくとも導入緊張力に抗し得る接続強度を備えた固定態様が必要とされる。
【００１５】
本発明の接続具によれば、任意仕様の２本のＰＣ用鋼材を容易に接続することができ、また、接続部の十分な強度を確保することができる。
【００１６】
また、本発明による接続具の他の実施の形態において、前記中空部の一部は、前記第１の開口に向けて縮径するテーパー部を具備しており、前記有孔係止具は、該テーパー部に嵌合可能な楔体からなり、前記凹溝の内壁面には、前記他方のＰＣ用鋼材の端部と螺合可能なねじ切りが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
有孔係止具の外形をその一方側から他方側へ縮径した楔形状とし、この楔形状に一致する内壁形状のテーパー部を中空部の一部に形成しておき、上記の押圧力解放時に、このテーパー部に有孔係止具が嵌合するようにしておくことで、有孔係止具と接続具の本体部材との強固な係合を実現できる。なお、楔体は、全体が楔形状に一体成形されている形態や、２ないし３以上の分割体の端部同士を当接させることにより、全体として楔形状を形成する形態、さらには、楔体の拡径部に２ないし３以上の切り欠きが形成されている形態などがある。特に、複数の分割体から楔体が形成されている場合には、一方のＰＣ用鋼材を楔体の孔に押圧嵌合させる際に、嵌め合い状態のテーパー部から楔体が解放されることで分割体同士が分離し、分割体内の孔が拡径することでＰＣ用鋼材を該孔に挿入し易くなる。ＰＣ用鋼材を孔に挿入後、押圧力を解放することで、分離した分割体は付勢部材によって付勢され、一体の楔体となってテーパー部に嵌め込まれ、孔の内壁にてＰＣ用鋼材が圧縮された状態で楔体とＰＣ用鋼材とが強固に接続される。
【００１８】
一方、凹溝には他方のＰＣ用鋼材の端部のねじ切り部分と螺合するねじ切りを形成しておき、ＰＣ用鋼材を螺合させて凹溝に接続固定することにより、該他方のＰＣ用鋼材と接続具との簡易な接続を実現でき、強固な接続強度を得ることができる。
【００１９】
また、本発明によるＰＣ部材の製造装置は、プレテンション方式によってプレストレスが導入される第１のＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造装置であって、緊張側アバットと、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットと、からなるアバットユニットと、双方のアバットに固定された所定本数の第２のＰＣ用鋼材と、第２のＰＣ用鋼材の一端が接続される前記接続具と、を少なくとも具備しており、第２のＰＣ用鋼材の一端は該接続具の前記凹溝に取付けられており、反力受け側アバットの接続具と、該接続具に対応する緊張側アバットの接続具の双方の有孔係止具の孔に、前記第１のＰＣ用鋼材の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数の第１のＰＣ用鋼材がアバットユニット間に張設されるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明のＰＣ部材の製造装置は、プレテンション方式によってＰＣ部材を製造する際に使用される装置に関するものであり、コンクリート内部に埋設されるＰＣ用鋼材としては、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線などが適用される。
【００２１】
製造装置は、緊張ジャッキ等を備えた緊張側アバットと、該アバットと所定の間隔を置いて載置され、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットとから構成される。さらに、双方のアバットには、所定本数のＰＣ鋼棒等からなるＰＣ用鋼材（第２のＰＣ用鋼材）が他方のアバットのＰＣ用鋼材（第２のＰＣ用鋼材）と対応する形態で取付けられている。このＰＣ用鋼材のうち、他方のアバット側となる端部には、例えばねじ切りが形成されており、各ＰＣ用鋼材の端部が、接続具の凹溝（その内壁にもねじ切りが形成されている）と螺合することにより、ＰＣ用鋼材と接続具とを接続することができる。
【００２２】
対向する双方のアバットに取付けられた接続具の間には、所定形状のＰＣ部材製造用の型枠が設けられており、型枠の側枠に形成された貫通孔を介して、双方のアバットの接続具にＰＣ鋼線等からなるＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）の両端部が取付けられ、アバット間に所定本数のＰＣ用鋼材が掛け渡される。
【００２３】
第１のＰＣ用鋼材の端部を接続具に取付ける際には、一方の端部を一方のアバットの接続具の有孔係止具の孔に押圧嵌合させた後に、他方のアバットの接続具の有孔係止具と第１のＰＣ用鋼材の他端とを同様に押圧嵌合させる。
【００２４】
アバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材が掛け渡され、各ＰＣ用鋼材に所定の緊張力を導入することでＰＣ用鋼材が張設され、型枠内にフレッシュコンクリートが充填される。コンクリートが所定の強度を発現するまで待ち、その後にジャッキによる緊張力を弛緩し、各ＰＣ鋼線の端部を接続具から取り外すことにより、所望形状および寸法のＰＣ部材（ＰＣ桁、ＰＣ柱など）を製造することができる。
【００２５】
なお、有孔係止具から第１のＰＣ用鋼材の端部を取り外す方法としては、例えば、第１の開口から任意形状の取り外し治具を挿入し、例えば複数の分割体からなる楔形状の有孔係止具を付勢部材に抗して押込み、分割体を中空部内で分離させることによってその内部の第１のＰＣ用鋼材を解放させることにより、容易に第１のＰＣ用鋼材と接続具との取り外しが可能となる。
【００２６】
本発明のＰＣ部材の製造装置によれば、緊張側アバットと反力受け側アバットの双方に第２のＰＣ用鋼材を介して接続具を取付け、ＰＣ部材に内設される第１のＰＣ用鋼材の両端部を対向する接続具に取付けることにより、ＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）のロス量を格段に低減することができる。
【００２７】
また、接続具を構成する有孔係止具の孔にＰＣ用鋼材の端部を押圧するだけでＰＣ用鋼材をアバット間に掛け渡すことができるため、ＰＣ用鋼材の配設作業効率を従来の装置に比して格段に高めることができる。また、ＰＣ用鋼材を接続具に強固に接続できるため、アバットに設置されたＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）端部のセットロス等による導入緊張力のロスの低減を確実に防止することができる。
【００２８】
また、本発明によるＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態は、２組の前記アバットユニットからなり、双方の緊張側アバットと反力受け側アバットとを繋ぐ軸線が互いに交差するように２組のアバットユニットが配設されており、交差する２方向にプレストレスが導入されるＰＣ部材を製造可能であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の製造装置は、特に、スラブ等の面的な広がりのあるＰＣ部材を製造する際に適用される装置に関するものである。ここで、２組のアバットユニットを繋ぐ２本の軸線の交差態様は、直交する態様のほか、任意の交角にて交差する態様があり、それぞれのＰＣ用鋼材の交差態様に応じて、平面視が、正方形や矩形、菱形、平行四辺形、台形等の板状のＰＣ部材を製造することができる。
【００３０】
本発明のＰＣ部材の製造装置によれば、既述する装置の効果（ＰＣ鋼線等のロス量の低減、導入緊張力のロスの低減など）に加えて、面的に広がりのある任意形状の板状ＰＣ部材を効率的に製造することが可能となる。
【００３１】
さらに、本発明によるＰＣ部材の製造方法は、プレテンション方式によってプレストレスが導入されるＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造方法であって、前記ＰＣ部材の製造装置を準備する第１の工程と、双方のアバットに設置された対向する接続具に前記第１のＰＣ用鋼材の両端部を接続してアバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材を掛け渡し、第１のＰＣ用鋼材に緊張力を導入する第２の工程と、アバットユニット間に設置された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが所定の強度を発現した段階で緊張力を解放し、コンクリート内にプレストレスを導入する第３の工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００３２】
本発明のＰＣ部材の製造装置を使用することにより、既述するように、アバットにＰＣ鋼線等の第１のＰＣ用鋼材を直接設置する必要がなく、ＰＣ用鋼材の端部を接続具の有孔係止具の孔に押圧するだけでＰＣ用鋼材の設置が完了するため、アバット間にＰＣ用鋼材を張設する（緊張力を導入する）までの準備に要する時間を従来の装置に比して格段に短縮することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
以上の説明から理解できるように、本発明の接続具と該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法によれば、ＰＣ部材に内設されるＰＣ用鋼材の端部のロス量を低減することができ、ＰＣ用鋼材への導入緊張力のロスを低減することができ、さらには、対向するアバット間に効率的にＰＣ用鋼材を張設することができる。したがって、ＰＣ部材の製造時間を短縮することが可能となり、製造コストの削減に繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の接続具の一実施の形態の縦断図を、図２は、楔体の斜視図をそれぞれ示している。図３は、接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図であって、図３ａは、ＰＣ鋼線を楔体の孔に押圧している状況を示した図であり、図３ｂは、押圧力を解放した状態を示した図である。図４は、本発明のＰＣ部材の製造装置の一実施の形態の側面図を、図５は、図４のＶ矢視図であって、ＰＣ部材の製造装置の平面図を、図６は、本発明のＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態の平面図をそれぞれ示している。図７〜図１２は順に、図４，５に示すＰＣ部材の製造装置を使用して、ＰＣ部材を製造する製造方法を説明した図であり、図１３は、ＰＣ鋼線を楔体から取り外している状況を説明した図である。
【００３５】
図１は、接続具の一実施の形態の縦断図を示している。この接続具１は、鋼製で比較的長尺な本体部材１１から構成されており、本体部材１１の両端部には、２つの開口１２，１４が穿孔されている。一方の開口１２は、本体部材１１の内部に形成された中空部１３と連通しており、この中空部１３のうち、開口１２側の部分には、該開口１２に向かって縮径しているテーパー部１３ａが形成されている。
【００３６】
中空部１３内には、圧縮ばね１７が取付けられており、圧縮ばね１７の一端は、中空部１３の奥側端部に取付けられており、圧縮ばね１７の他端は、内部に貫通孔１６ｄを備えた楔体１６に当接している。楔体１６の外郭形状はテーパー部１３ａの内壁形状と一致しており、楔体１６を介して圧縮ばね１７を開口１２側から押圧することにより、テーパー部１３ａから楔体１６が取り外し可能となっている。
【００３７】
一方、本体部材１１の他方の開口１４からは、所定深さの凹溝１５が形成されており、この凹溝１５の内壁面には、被挿入部材であるＰＣ鋼材の端部のねじ切りと螺合するねじ切り１５ａが形成されている。
【００３８】
図２は、楔体１６の斜視図を示している。楔体１６は、３つの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成されており、これらの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃの端面をそれぞれ当接させることによって楔体１６が形成されるようになっている。この楔体１６の内部には、貫通孔１６ｄが形成されており、この貫通孔１６ｄにＰＣ鋼材が挿入可能となっている。なお、楔体１６を構成する各分割体は、その縮径端部にて不可分な構造となっており、拡径部分にて各分割体が分離可能な構成（楔体の一部が複数に分離された形態）であってもよい。また、貫通孔１６ｄの孔径は、挿入されるＰＣ鋼材の外径や該貫通孔内にＰＣ鋼材が押圧嵌合された際の付着強度、押圧強度等を勘案して決定される。
【００３９】
図３は、接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図である。図３ａでは、接続具１の本体部材１１の凹溝１５（のねじ切り１５ａ）にＰＣ鋼棒３（のねじ切り３ａ）が螺合され、開口１２から挿入されたＰＣ鋼線２が中空部１３内の楔体１６の貫通孔１６ｄに押圧嵌合されている状況を示している。ＰＣ鋼線２を押圧嵌合することにより（Ｘ方向）、圧縮ばね１７にて付勢されながらテーパー部１３ａ内に係止していた楔体１６は、圧縮ばね１７の付勢に抗して中空部１３の内部に押し込まれる。楔体１６が中空部１３内に押し込まれることによって、テーパー部１３ａにて拘束されていた分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃが分離し、貫通孔１６ｄが拡径することにより、ＰＣ鋼線２が所定長さだけ挿入される。
【００４０】
ＰＣ鋼線２を挿入し、押圧力を解放した状況を図３ｂに示している。押圧力を解放することにより、楔体１６は、圧縮ばね１７によって開口１２側へ付勢され（Ｙ方向）、分離していた分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃは一体の楔体１６となってテーパー部１３ａに嵌め込まれる。分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃが一体となることにより、ＰＣ鋼線２は貫通孔１６ｄ内で強固に嵌合され、ＰＣ鋼線２と接続具１との接続が完了する。接続具１は、一方でＰＣ鋼棒３と螺合しており、接続具１を介したＰＣ鋼棒３とＰＣ鋼線２との接続構造が形成される。なお、ＰＣ鋼棒同士を接続するカップラーとして、この接続具１を使用することもできる。
【００４１】
図４，５は、上記する接続具１を適用してなるＰＣ部材の製造装置の一実施の形態を示したものであり、図４は、その側面図を、図５は、その平面図をそれぞれ示している。
【００４２】
この製造装置１０は、一方向に複数のＰＣ鋼線が内設され、プレストレスが導入される長尺部材の桁などを製造するための装置である。この製造装置１０は、図５に示すように、内設されるＰＣ鋼線２，２，…と同数のジャッキ６，６，…を備えた緊張側アバット４と、該緊張側アバット４と所定の間隔を置いて配設された反力受け側アバット５と、双方のアバット間に設置された桁構築用の型枠７とから大略構成されている。この型枠７は図４に示すように、底枠７２と側枠７１とから構成されており、側枠７１には、不図示のＰＣ鋼線貫通孔が設けられている。
【００４３】
図５に戻り、双方のアバット４，５には、所定本数で、かつ同数のＰＣ鋼棒３，３，…が固設されており、それぞれのＰＣ鋼棒３，３，…の一端には、上記の接続具１，１，…が取付けられている。例えば、既述するように、ＰＣ鋼棒３の取付け端にねじ切りが形成され、この端部が接続具１の凹溝１５に螺合されている。
【００４４】
一方、接続具１の他方の開口１２には、ＰＣ鋼線２の端部が押圧挿入され、本体部材１１内の楔体１６と嵌合接続される。両端部が、双方のアバット４，５の接続具１，１にそれぞれ取付けられることで、ＰＣ鋼線２は双方のアバット４，５間（対向する側枠７１，７１間）に掛け渡される。
【００４５】
所定本数のＰＣ鋼線２，２，…をアバット４，５間に掛け渡した後、ジャッキ６，６，…にてＰＣ鋼棒３，３，…を同時緊張することにより、各ＰＣ鋼線２，２，…に緊張力が導入され、アバット間にＰＣ鋼線が張設される。
【００４６】
一方、図６は、２方向にプレストレスが導入される平板を成形する際に使用される製造装置１０Ａを平面的に示した図である。
【００４７】
緊張側アバット４には、２本のジャッキ６ａ，６ａが設けられており、このジャッキ６ａ，６ａに緊張側梁部材４ａが取付けられている。緊張側梁部材４ａには所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…が固設されており、各ＰＣ鋼棒３，３，…の端部には、接続具１ａ，１ａ，…が螺合接続されている。一方、反力受け側アバット５にも、同様にＰＣ鋼棒３，３，…が固設され、その端部に接続具１ａ，１ａ，…が接続されている。対応する接続具１ａ，１ａ間に長手方向のＰＣ鋼線２ａが掛け渡される。
【００４８】
一方、短手方向においても、緊張側アバット４と反力受け側アバット５の双方に所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…が取付けられ、その先端に接続具１ｂ，１ｂ，…が取付けられ、対応する接続具１ｂ，１ｂ間に短手方向のＰＣ鋼線２ｂが掛け渡される。なお、短手方向の緊張ジャッキの図示は省略している。
【００４９】
長手方向と短手方向の双方のＰＣ鋼線２ａ，２ａ，…，２ｂ，２ｂ，…に緊張力を導入することにより、２方向にＰＣ鋼線を張設することができる。図示する実施の形態では、長手方向に複数の平板状のＰＣ部材Ａ，Ａ，…が同時に製造される。
【００５０】
なお、図示するＰＣ部材の実施の形態では、平板内に内設される２方向のＰＣ鋼線が直交する形態であるが、ＰＣ鋼線の交差態様は、直交以外の任意の交角を選定でき、平面視が菱形や平行四辺形、台形など、任意の形状のＰＣ部材を製造することも可能である。
【００５１】
上記する製造装置１０，１０Ａによれば、対向するアバット４，５に、ＰＣ部材を構成するＰＣ鋼線が直接固定される必要がないため、最終的に切除されるＰＣ鋼線のロス量を大幅に低減することが可能となる。また、接続具にＰＣ鋼線が強固に接続されるため、従来の製造装置に比して導入緊張力のロスを格段に低減することができる。
【００５２】
次に、図７〜図１２に基づいて上記する製造装置１０を使用してなるＰＣ部材の製造方法を説明する。
【００５３】
まず、図７に示すように、製造装置１０を準備する。具体的には、緊張側アバット４と反力受け側アバット５を所定の間隔を置いて配設し、双方のアバット４，５に所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…を取付け、各ＰＣ鋼棒３，３，…に接続具１，１，…を螺合接続させる。また、双方のアバット４，５間には、ＰＣ鋼線貫通用の孔が穿孔された側枠７１と底枠７２とからなる型枠７を設置する。
【００５４】
次いで、図８に示すように、反力受け側アバット５のＰＣ鋼棒３に取付けられた接続具１にＰＣ鋼線２の一端を押圧嵌合させ、該ＰＣ鋼線２を側枠７１の孔に通し、ＰＣ鋼線２の他端を側枠７１の貫通孔に通し（Ｘ方向）、緊張側アバット４のＰＣ鋼棒３に取付けられた接続具１の開口１２を介して該接続具１に押圧嵌合させる。
【００５５】
次いで、図９に示すように、ＰＣ鋼棒３をジャッキ６にて所定の緊張力にて緊張し（Ｙ方向）、ＰＣ鋼線２を張設する。
【００５６】
すべてのＰＣ鋼線２に所定の緊張力を導入後、図１０に示すように、型枠７内にフレッシュコンクリート９を打設し、所定の強度発現を待つ。
【００５７】
コンクリートが所定の強度を発現したら、図１１に示すように、側枠を脱型し、ＰＣ鋼棒３およびＰＣ鋼線２の緊張力を解放して（Ｚ方向）、コンクリート９内にプレストレスを導入する。
【００５８】
プレストレス導入後、図１２に示すように、ＰＣ鋼線２の両端部を接続具１，１から取り外し、プレストレスが導入されたＰＣ部材Ａを底枠７２から取り外し（Ｗ方向）、ＰＣ部材Ａの製造が完了する。なお、ＰＣ鋼線２を接続具１から取り外す際には、図１３に示すように、適宜の取り外し用治具ａを開口１２に挿入し（Ｘ方向）、楔体１６を押込むことによって楔体１６とＰＣ鋼線２との噛み合いを解除することにより、容易にＰＣ鋼線２を取り外すことができる（Ｙ方向）。
【００５９】
本発明の製造装置１０を使用したＰＣ部材の製造方法によれば、ＰＣ部材内に内設されるＰＣ鋼線を接続具の開口に押圧挿入するだけでＰＣ鋼線を接続具に取付けることができるため、ＰＣ鋼線をアバット間に掛け渡す際の作業効率が格段に向上する。作業効率の向上によってＰＣ部材の製造時間を大幅に短縮することができ、その製造コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の接続具の一実施の形態の縦断図。
【図２】楔体の斜視図。
【図３】接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図であって、（ａ）は、ＰＣ鋼線を楔体の孔に押圧している状況を示した図であり、（ｂ）は、押圧力を解放した状態を示した図。
【図４】本発明のＰＣ部材の製造装置の一実施の形態の側面図。
【図５】図４のＶ矢視図であって、ＰＣ部材の製造装置の平面図。
【図６】本発明のＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態の平面図。
【図７】図４，５に示すＰＣ部材の製造装置を使用して、ＰＣ部材を製造する製造方法を説明した図。
【図８】図７に続いて、製造方法を説明した図。
【図９】図８に続いて、製造方法を説明した図。
【図１０】図９に続いて、製造方法を説明した図。
【図１１】図１０に続いて、製造方法を説明した図。
【図１２】図１１に続いて、製造方法を説明した図。
【図１３】ＰＣ鋼線を楔体から取り外している状況を説明した図。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ…接続具、１１…本体部材、１２…開口、１３…中空部、１３ａ…テーパー部、１４…開口、１５…凹溝、１５ａ…ねじ切り、１６…楔体（有孔係止具）、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…分割体、１６ｄ…貫通孔、１７…圧縮ばね（付勢部材）、２，２ａ，２ｂ…ＰＣ鋼線、３…ＰＣ鋼棒、３ａ…ねじ切り、４…緊張側アバット、４ａ…緊張側梁部材、５…反力受け側アバット、６，６ａ…ジャッキ、７…型枠、８…ＰＣ部材、９…コンクリート、１０，１０Ａ…製造装置、Ａ…ＰＣ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具と、該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法に係り、特に、ＰＣ部材を製造する際の作業効率を向上させることができ、かつ、ＰＣ部材製造時に生じ得るＰＣ用鋼材のロスを低減することのできる接続具とＰＣ部材の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に引張力に弱いコンクリートに対して、予め、ないしはコンクリートの硬化後に緊張力（圧縮力）を付与することにより、引張力やひび割れ等に対する強度が高められたプレストレストコンクリート部材（以下、ＰＣ部材という。）が建設分野では多用されている。このプレストレスは、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒といったＰＣ用鋼材に緊張力が導入され、ＰＣ用鋼材とコンクリートとの付着力を介して、コンクリートにプレストレスとして導入されるものである。プレストレスの導入方式としては、ＰＣ用鋼材に予め緊張力を導入しておき、コンクリート硬化後に緊張力を解放するプレテンション方式と、コンクリートの硬化後に、該コンクリート内に（シース管等を介して）埋設されたＰＣ用鋼材に緊張力を導入するポストテンション方式とがある。
【０００３】
ところで、上記プレテンション方式によってＰＣ部材を製造する場合には、緊張ジャッキを備えた緊張側アバットと、緊張力に抗する反力受け側アバットとを所定の間隔を置いて対向配置させ、その間にＰＣ部材製造用の型枠を設置し、型枠の側壁を貫通させたＰＣ用鋼材の両端部を緊張側アバット（の緊張ジャッキ）と反力受け側アバットに固定する。型枠内にフレッシュなコンクリートを打設する前に、ジャッキにてＰＣ用鋼材に緊張力を導入しておき、コンクリートを打設し、その硬化を待って緊張力を解放することにより、コンクリート内に所定のプレストレスが導入される。なお、ＰＣ部材の形態は、橋梁桁のように長尺部材で、１方向にプレストレスを導入する場合には、緊張側アバットと反力受け側アバットとからなるアバットユニットは、１組用意すればよい。一方、スラブ等の面的な広がりを有する部材であって、例えば２方向にプレストレスを導入する場合には、前述のアバットユニットを例えば２組用意してＰＣ部材の製造がおこなわれる。
【０００４】
従来のプレテンション方式によるＰＣ部材の製造方法に関する技術として、特許文献１を挙げることができる。この技術は、２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に交差する緊張材を備えたＰＣ部材を製造する方法であり、例えば、Ｙ方向の緊張材の端部にデビエータを装着しておき、緊張力を双方の緊張材に導入し、コンクリートの硬化後に、まずＸ方向の緊張材のジャッキを弛め、次いで、Ｙ方向のジャッキを弛めるものである。デビエータが装着されていない場合には、Ｘ方向の緊張材を弛めた際に、Ｙ方向の緊張材がコンクリート部材の定着部近傍にて強制的に曲げられるという問題がある。後で弛められる側の緊張材にデビエータを装着しておくことにより、この曲げを防止することができるというものである。
【特許文献１】特開２００５−４７２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のプレテンション方式によるＰＣ部材の製造方法によれば、２方向に交差する緊張材のうち、一方の緊張材の緊張力弛緩時に他方の緊張材に曲げを生じさせることなく、双方の緊張材から緊張力を弛緩することができる。しかし、緊張材の両端部は、緊張アバット（ジャッキ）と反力アバットの双方に固定されており、ＰＣ部材から双方のアバットまでの長さ分の緊張材、すなわち、最終的に除去される緊張材のロス量は多くなってしまう。この問題は、上記特許文献１に限ったものではなく、従来のプレテンション方式によるＰＣ部材製造時に必然的に発生している問題である。
【０００６】
また、アバットに穿孔された緊張材用の貫通孔に緊張材を貫通させる作業には多くの時間と労力を要し、緊張材の本数が多くなるにつれてこの問題は一層深刻なものとなり、結果として製造コストの高騰にも繋がる。さらには、アバットに緊張材を直接設置することにより、設置時の様々な誤差などに起因する導入緊張力のロスの発生も依然として残っている。
【０００７】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、ＰＣ部材を製造するに際し、ＰＣ用鋼材のロス量を低減することができ、導入緊張力のロスを低減することができ、さらには、ＰＣ用鋼材をアバット等に設置する際に要する時間の短縮と労力の削減を図ることのできる接続具と、該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明による接続具は、２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具であって、前記接続具は、一方のＰＣ用鋼材が挿入される第１の開口と、該第１の開口に連通する中空部と、他方のＰＣ用鋼材が挿入される第２の開口と、該第２の開口に連通する凹溝と、を備えた本体部材と、前記中空部に設けられた付勢部材と、該付勢部材に取付けられた有孔係止具と、を具備しており、前記一方のＰＣ用鋼材は、該有孔係止具の孔に押圧嵌合可能となっており、前記他方のＰＣ用鋼材は前記凹溝に取付け可能となっていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、ＰＣ用鋼材は、任意仕様のＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線のほか、軟鋼や高張力鋼からなる棒鋼、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ロッドなどを含んでおり、２本のＰＣ用鋼材の組合せとしては、２本のＰＣ鋼線や２本のＰＣ鋼棒、２本の高張力鋼や２本の異形棒鋼（軟鋼）などのほか、ＰＣ鋼線とＰＣ鋼棒の組合せ、ＰＣ鋼線と高張力鋼の組合せ、ＰＣ鋼棒と異形棒鋼（軟鋼）の組合せなど、仕様の異なる任意のＰＣ用鋼材の組合せが適用できる。
【００１０】
接続具を構成する本体部材は、比較的長尺な棒状の外郭形状を有している形態や、その他、任意の外郭形状の形態などがある。この本体部材は、鋼製素材、高強度プラスチック材など、少なくとも、導入緊張力に抗し得る引張強度を備えた任意の材料にて成形される。本発明の接続具は、構造物の緊張材として使用される２本のＰＣ用鋼材を繋ぐカップラーとして適用されるほかに、後述するＰＣ部材の製造装置にも適用される。
【００１１】
接続具には、２本のＰＣ用鋼材が挿入可能な２つの開口が形成されている。その一方の開口（第１の開口）は、本体部材内部に形成された中空部と連通しており、他方の開口（第２の開口）は、本体部材内部の所定深さまで穿孔された凹溝と連通している。この中空部には、例えば、圧縮ばね等からなる付勢部材が取付けられており、この付勢部材の端部には、任意形状の有孔係止具が取付けられている。
【００１２】
有孔係止具に形成された孔は、該係止具の一端側から他端側へ貫通する貫通孔であってもよいし、係止具内部の途中まで穿孔された形態の孔であってもよい。この孔の内径は、挿入されるＰＣ用鋼材端部の外径と同径、ないしはＰＣ用鋼材の外径よりも若干小径に成形できる。尤も、ＰＣ用鋼材の端部が押圧嵌合され、該ＰＣ用鋼材に緊張力が導入された際に、有孔係止具とＰＣ用鋼材とが導入緊張力にて分離しない程度の摩擦強度が得られるように双方の内径と外径が決定される。
【００１３】
一方のＰＣ用鋼材の端部を有孔係止具の孔に押圧嵌合させた際に、有孔係止具は、付勢部材の付勢に抗して付勢部材を圧縮させる。ＰＣ用鋼材が孔に嵌合された後に、押圧力を解放すると、付勢部材によって有孔係止具が第１の開口側へ付勢され、その一端が中空部の端部に当接係合することにより、一方のＰＣ用鋼材が接続具に固定される。
【００１４】
一方、他方のＰＣ用鋼材は、第２の開口から凹溝内に挿入され、接続具に固定されることとなる。このＰＣ用鋼材と凹溝との固定は、嵌め合い構造、螺合構造等、適宜の固定態様を選定することができ、既述するように、少なくとも導入緊張力に抗し得る接続強度を備えた固定態様が必要とされる。
【００１５】
本発明の接続具によれば、任意仕様の２本のＰＣ用鋼材を容易に接続することができ、また、接続部の十分な強度を確保することができる。
【００１６】
また、本発明による接続具の他の実施の形態において、前記中空部の一部は、前記第１の開口に向けて縮径するテーパー部を具備しており、前記有孔係止具は、該テーパー部に嵌合可能な楔体からなり、前記凹溝の内壁面には、前記他方のＰＣ用鋼材の端部と螺合可能なねじ切りが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
有孔係止具の外形をその一方側から他方側へ縮径した楔形状とし、この楔形状に一致する内壁形状のテーパー部を中空部の一部に形成しておき、上記の押圧力解放時に、このテーパー部に有孔係止具が嵌合するようにしておくことで、有孔係止具と接続具の本体部材との強固な係合を実現できる。なお、楔体は、全体が楔形状に一体成形されている形態や、２ないし３以上の分割体の端部同士を当接させることにより、全体として楔形状を形成する形態、さらには、楔体の拡径部に２ないし３以上の切り欠きが形成されている形態などがある。特に、複数の分割体から楔体が形成されている場合には、一方のＰＣ用鋼材を楔体の孔に押圧嵌合させる際に、嵌め合い状態のテーパー部から楔体が解放されることで分割体同士が分離し、分割体内の孔が拡径することでＰＣ用鋼材を該孔に挿入し易くなる。ＰＣ用鋼材を孔に挿入後、押圧力を解放することで、分離した分割体は付勢部材によって付勢され、一体の楔体となってテーパー部に嵌め込まれ、孔の内壁にてＰＣ用鋼材が圧縮された状態で楔体とＰＣ用鋼材とが強固に接続される。
【００１８】
一方、凹溝には他方のＰＣ用鋼材の端部のねじ切り部分と螺合するねじ切りを形成しておき、ＰＣ用鋼材を螺合させて凹溝に接続固定することにより、該他方のＰＣ用鋼材と接続具との簡易な接続を実現でき、強固な接続強度を得ることができる。
【００１９】
また、本発明によるＰＣ部材の製造装置は、プレテンション方式によってプレストレスが導入される第１のＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造装置であって、緊張側アバットと、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットと、からなるアバットユニットと、双方のアバットに固定された所定本数の第２のＰＣ用鋼材と、第２のＰＣ用鋼材の一端が接続される前記接続具と、を少なくとも具備しており、第２のＰＣ用鋼材の一端は該接続具の前記凹溝に取付けられており、反力受け側アバットの接続具と、該接続具に対応する緊張側アバットの接続具の双方の有孔係止具の孔に、前記第１のＰＣ用鋼材の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数の第１のＰＣ用鋼材がアバットユニット間に張設されるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明のＰＣ部材の製造装置は、プレテンション方式によってＰＣ部材を製造する際に使用される装置に関するものであり、コンクリート内部に埋設されるＰＣ用鋼材としては、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線などが適用される。
【００２１】
製造装置は、緊張ジャッキ等を備えた緊張側アバットと、該アバットと所定の間隔を置いて載置され、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットとから構成される。さらに、双方のアバットには、所定本数のＰＣ鋼棒等からなるＰＣ用鋼材（第２のＰＣ用鋼材）が他方のアバットのＰＣ用鋼材（第２のＰＣ用鋼材）と対応する形態で取付けられている。このＰＣ用鋼材のうち、他方のアバット側となる端部には、例えばねじ切りが形成されており、各ＰＣ用鋼材の端部が、接続具の凹溝（その内壁にもねじ切りが形成されている）と螺合することにより、ＰＣ用鋼材と接続具とを接続することができる。
【００２２】
対向する双方のアバットに取付けられた接続具の間には、所定形状のＰＣ部材製造用の型枠が設けられており、型枠の側枠に形成された貫通孔を介して、双方のアバットの接続具にＰＣ鋼線等からなるＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）の両端部が取付けられ、アバット間に所定本数のＰＣ用鋼材が掛け渡される。
【００２３】
第１のＰＣ用鋼材の端部を接続具に取付ける際には、一方の端部を一方のアバットの接続具の有孔係止具の孔に押圧嵌合させた後に、他方のアバットの接続具の有孔係止具と第１のＰＣ用鋼材の他端とを同様に押圧嵌合させる。
【００２４】
アバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材が掛け渡され、各ＰＣ用鋼材に所定の緊張力を導入することでＰＣ用鋼材が張設され、型枠内にフレッシュコンクリートが充填される。コンクリートが所定の強度を発現するまで待ち、その後にジャッキによる緊張力を弛緩し、各ＰＣ鋼線の端部を接続具から取り外すことにより、所望形状および寸法のＰＣ部材（ＰＣ桁、ＰＣ柱など）を製造することができる。
【００２５】
なお、有孔係止具から第１のＰＣ用鋼材の端部を取り外す方法としては、例えば、第１の開口から任意形状の取り外し治具を挿入し、例えば複数の分割体からなる楔形状の有孔係止具を付勢部材に抗して押込み、分割体を中空部内で分離させることによってその内部の第１のＰＣ用鋼材を解放させることにより、容易に第１のＰＣ用鋼材と接続具との取り外しが可能となる。
【００２６】
本発明のＰＣ部材の製造装置によれば、緊張側アバットと反力受け側アバットの双方に第２のＰＣ用鋼材を介して接続具を取付け、ＰＣ部材に内設される第１のＰＣ用鋼材の両端部を対向する接続具に取付けることにより、ＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）のロス量を格段に低減することができる。
【００２７】
また、接続具を構成する有孔係止具の孔にＰＣ用鋼材の端部を押圧するだけでＰＣ用鋼材をアバット間に掛け渡すことができるため、ＰＣ用鋼材の配設作業効率を従来の装置に比して格段に高めることができる。また、ＰＣ用鋼材を接続具に強固に接続できるため、アバットに設置されたＰＣ用鋼材（第１のＰＣ用鋼材）端部のセットロス等による導入緊張力のロスの低減を確実に防止することができる。
【００２８】
また、本発明によるＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態は、２組の前記アバットユニットからなり、双方の緊張側アバットと反力受け側アバットとを繋ぐ軸線が互いに交差するように２組のアバットユニットが配設されており、交差する２方向にプレストレスが導入されるＰＣ部材を製造可能であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の製造装置は、特に、スラブ等の面的な広がりのあるＰＣ部材を製造する際に適用される装置に関するものである。ここで、２組のアバットユニットを繋ぐ２本の軸線の交差態様は、直交する態様のほか、任意の交角にて交差する態様があり、それぞれのＰＣ用鋼材の交差態様に応じて、平面視が、正方形や矩形、菱形、平行四辺形、台形等の板状のＰＣ部材を製造することができる。
【００３０】
本発明のＰＣ部材の製造装置によれば、既述する装置の効果（ＰＣ鋼線等のロス量の低減、導入緊張力のロスの低減など）に加えて、面的に広がりのある任意形状の板状ＰＣ部材を効率的に製造することが可能となる。
【００３１】
さらに、本発明によるＰＣ部材の製造方法は、プレテンション方式によってプレストレスが導入されるＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造方法であって、前記ＰＣ部材の製造装置を準備する第１の工程と、双方のアバットに設置された対向する接続具に前記第１のＰＣ用鋼材の両端部を接続してアバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材を掛け渡し、第１のＰＣ用鋼材に緊張力を導入する第２の工程と、アバットユニット間に設置された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが所定の強度を発現した段階で緊張力を解放し、コンクリート内にプレストレスを導入する第３の工程と、を具備してなることを特徴とする。
【００３２】
本発明のＰＣ部材の製造装置を使用することにより、既述するように、アバットにＰＣ鋼線等の第１のＰＣ用鋼材を直接設置する必要がなく、ＰＣ用鋼材の端部を接続具の有孔係止具の孔に押圧するだけでＰＣ用鋼材の設置が完了するため、アバット間にＰＣ用鋼材を張設する（緊張力を導入する）までの準備に要する時間を従来の装置に比して格段に短縮することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
以上の説明から理解できるように、本発明の接続具と該接続具を備えたＰＣ部材の製造装置および製造方法によれば、ＰＣ部材に内設されるＰＣ用鋼材の端部のロス量を低減することができ、ＰＣ用鋼材への導入緊張力のロスを低減することができ、さらには、対向するアバット間に効率的にＰＣ用鋼材を張設することができる。したがって、ＰＣ部材の製造時間を短縮することが可能となり、製造コストの削減に繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の接続具の一実施の形態の縦断図を、図２は、楔体の斜視図をそれぞれ示している。図３は、接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図であって、図３ａは、ＰＣ鋼線を楔体の孔に押圧している状況を示した図であり、図３ｂは、押圧力を解放した状態を示した図である。図４は、本発明のＰＣ部材の製造装置の一実施の形態の側面図を、図５は、図４のＶ矢視図であって、ＰＣ部材の製造装置の平面図を、図６は、本発明のＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態の平面図をそれぞれ示している。図７〜図１２は順に、図４，５に示すＰＣ部材の製造装置を使用して、ＰＣ部材を製造する製造方法を説明した図であり、図１３は、ＰＣ鋼線を楔体から取り外している状況を説明した図である。
【００３５】
図１は、接続具の一実施の形態の縦断図を示している。この接続具１は、鋼製で比較的長尺な本体部材１１から構成されており、本体部材１１の両端部には、２つの開口１２，１４が穿孔されている。一方の開口１２は、本体部材１１の内部に形成された中空部１３と連通しており、この中空部１３のうち、開口１２側の部分には、該開口１２に向かって縮径しているテーパー部１３ａが形成されている。
【００３６】
中空部１３内には、圧縮ばね１７が取付けられており、圧縮ばね１７の一端は、中空部１３の奥側端部に取付けられており、圧縮ばね１７の他端は、内部に貫通孔１６ｄを備えた楔体１６に当接している。楔体１６の外郭形状はテーパー部１３ａの内壁形状と一致しており、楔体１６を介して圧縮ばね１７を開口１２側から押圧することにより、テーパー部１３ａから楔体１６が取り外し可能となっている。
【００３７】
一方、本体部材１１の他方の開口１４からは、所定深さの凹溝１５が形成されており、この凹溝１５の内壁面には、被挿入部材であるＰＣ鋼材の端部のねじ切りと螺合するねじ切り１５ａが形成されている。
【００３８】
図２は、楔体１６の斜視図を示している。楔体１６は、３つの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成されており、これらの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃの端面をそれぞれ当接させることによって楔体１６が形成されるようになっている。この楔体１６の内部には、貫通孔１６ｄが形成されており、この貫通孔１６ｄにＰＣ鋼材が挿入可能となっている。なお、楔体１６を構成する各分割体は、その縮径端部にて不可分な構造となっており、拡径部分にて各分割体が分離可能な構成（楔体の一部が複数に分離された形態）であってもよい。また、貫通孔１６ｄの孔径は、挿入されるＰＣ鋼材の外径や該貫通孔内にＰＣ鋼材が押圧嵌合された際の付着強度、押圧強度等を勘案して決定される。
【００３９】
図３は、接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図である。図３ａでは、接続具１の本体部材１１の凹溝１５（のねじ切り１５ａ）にＰＣ鋼棒３（のねじ切り３ａ）が螺合され、開口１２から挿入されたＰＣ鋼線２が中空部１３内の楔体１６の貫通孔１６ｄに押圧嵌合されている状況を示している。ＰＣ鋼線２を押圧嵌合することにより（Ｘ方向）、圧縮ばね１７にて付勢されながらテーパー部１３ａ内に係止していた楔体１６は、圧縮ばね１７の付勢に抗して中空部１３の内部に押し込まれる。楔体１６が中空部１３内に押し込まれることによって、テーパー部１３ａにて拘束されていた分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃが分離し、貫通孔１６ｄが拡径することにより、ＰＣ鋼線２が所定長さだけ挿入される。
【００４０】
ＰＣ鋼線２を挿入し、押圧力を解放した状況を図３ｂに示している。押圧力を解放することにより、楔体１６は、圧縮ばね１７によって開口１２側へ付勢され（Ｙ方向）、分離していた分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃは一体の楔体１６となってテーパー部１３ａに嵌め込まれる。分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃが一体となることにより、ＰＣ鋼線２は貫通孔１６ｄ内で強固に嵌合され、ＰＣ鋼線２と接続具１との接続が完了する。接続具１は、一方でＰＣ鋼棒３と螺合しており、接続具１を介したＰＣ鋼棒３とＰＣ鋼線２との接続構造が形成される。なお、ＰＣ鋼棒同士を接続するカップラーとして、この接続具１を使用することもできる。
【００４１】
図４，５は、上記する接続具１を適用してなるＰＣ部材の製造装置の一実施の形態を示したものであり、図４は、その側面図を、図５は、その平面図をそれぞれ示している。
【００４２】
この製造装置１０は、一方向に複数のＰＣ鋼線が内設され、プレストレスが導入される長尺部材の桁などを製造するための装置である。この製造装置１０は、図５に示すように、内設されるＰＣ鋼線２，２，…と同数のジャッキ６，６，…を備えた緊張側アバット４と、該緊張側アバット４と所定の間隔を置いて配設された反力受け側アバット５と、双方のアバット間に設置された桁構築用の型枠７とから大略構成されている。この型枠７は図４に示すように、底枠７２と側枠７１とから構成されており、側枠７１には、不図示のＰＣ鋼線貫通孔が設けられている。
【００４３】
図５に戻り、双方のアバット４，５には、所定本数で、かつ同数のＰＣ鋼棒３，３，…が固設されており、それぞれのＰＣ鋼棒３，３，…の一端には、上記の接続具１，１，…が取付けられている。例えば、既述するように、ＰＣ鋼棒３の取付け端にねじ切りが形成され、この端部が接続具１の凹溝１５に螺合されている。
【００４４】
一方、接続具１の他方の開口１２には、ＰＣ鋼線２の端部が押圧挿入され、本体部材１１内の楔体１６と嵌合接続される。両端部が、双方のアバット４，５の接続具１，１にそれぞれ取付けられることで、ＰＣ鋼線２は双方のアバット４，５間（対向する側枠７１，７１間）に掛け渡される。
【００４５】
所定本数のＰＣ鋼線２，２，…をアバット４，５間に掛け渡した後、ジャッキ６，６，…にてＰＣ鋼棒３，３，…を同時緊張することにより、各ＰＣ鋼線２，２，…に緊張力が導入され、アバット間にＰＣ鋼線が張設される。
【００４６】
一方、図６は、２方向にプレストレスが導入される平板を成形する際に使用される製造装置１０Ａを平面的に示した図である。
【００４７】
緊張側アバット４には、２本のジャッキ６ａ，６ａが設けられており、このジャッキ６ａ，６ａに緊張側梁部材４ａが取付けられている。緊張側梁部材４ａには所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…が固設されており、各ＰＣ鋼棒３，３，…の端部には、接続具１ａ，１ａ，…が螺合接続されている。一方、反力受け側アバット５にも、同様にＰＣ鋼棒３，３，…が固設され、その端部に接続具１ａ，１ａ，…が接続されている。対応する接続具１ａ，１ａ間に長手方向のＰＣ鋼線２ａが掛け渡される。
【００４８】
一方、短手方向においても、緊張側アバット４と反力受け側アバット５の双方に所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…が取付けられ、その先端に接続具１ｂ，１ｂ，…が取付けられ、対応する接続具１ｂ，１ｂ間に短手方向のＰＣ鋼線２ｂが掛け渡される。なお、短手方向の緊張ジャッキの図示は省略している。
【００４９】
長手方向と短手方向の双方のＰＣ鋼線２ａ，２ａ，…，２ｂ，２ｂ，…に緊張力を導入することにより、２方向にＰＣ鋼線を張設することができる。図示する実施の形態では、長手方向に複数の平板状のＰＣ部材Ａ，Ａ，…が同時に製造される。
【００５０】
なお、図示するＰＣ部材の実施の形態では、平板内に内設される２方向のＰＣ鋼線が直交する形態であるが、ＰＣ鋼線の交差態様は、直交以外の任意の交角を選定でき、平面視が菱形や平行四辺形、台形など、任意の形状のＰＣ部材を製造することも可能である。
【００５１】
上記する製造装置１０，１０Ａによれば、対向するアバット４，５に、ＰＣ部材を構成するＰＣ鋼線が直接固定される必要がないため、最終的に切除されるＰＣ鋼線のロス量を大幅に低減することが可能となる。また、接続具にＰＣ鋼線が強固に接続されるため、従来の製造装置に比して導入緊張力のロスを格段に低減することができる。
【００５２】
次に、図７〜図１２に基づいて上記する製造装置１０を使用してなるＰＣ部材の製造方法を説明する。
【００５３】
まず、図７に示すように、製造装置１０を準備する。具体的には、緊張側アバット４と反力受け側アバット５を所定の間隔を置いて配設し、双方のアバット４，５に所定本数のＰＣ鋼棒３，３，…を取付け、各ＰＣ鋼棒３，３，…に接続具１，１，…を螺合接続させる。また、双方のアバット４，５間には、ＰＣ鋼線貫通用の孔が穿孔された側枠７１と底枠７２とからなる型枠７を設置する。
【００５４】
次いで、図８に示すように、反力受け側アバット５のＰＣ鋼棒３に取付けられた接続具１にＰＣ鋼線２の一端を押圧嵌合させ、該ＰＣ鋼線２を側枠７１の孔に通し、ＰＣ鋼線２の他端を側枠７１の貫通孔に通し（Ｘ方向）、緊張側アバット４のＰＣ鋼棒３に取付けられた接続具１の開口１２を介して該接続具１に押圧嵌合させる。
【００５５】
次いで、図９に示すように、ＰＣ鋼棒３をジャッキ６にて所定の緊張力にて緊張し（Ｙ方向）、ＰＣ鋼線２を張設する。
【００５６】
すべてのＰＣ鋼線２に所定の緊張力を導入後、図１０に示すように、型枠７内にフレッシュコンクリート９を打設し、所定の強度発現を待つ。
【００５７】
コンクリートが所定の強度を発現したら、図１１に示すように、側枠を脱型し、ＰＣ鋼棒３およびＰＣ鋼線２の緊張力を解放して（Ｚ方向）、コンクリート９内にプレストレスを導入する。
【００５８】
プレストレス導入後、図１２に示すように、ＰＣ鋼線２の両端部を接続具１，１から取り外し、プレストレスが導入されたＰＣ部材Ａを底枠７２から取り外し（Ｗ方向）、ＰＣ部材Ａの製造が完了する。なお、ＰＣ鋼線２を接続具１から取り外す際には、図１３に示すように、適宜の取り外し用治具ａを開口１２に挿入し（Ｘ方向）、楔体１６を押込むことによって楔体１６とＰＣ鋼線２との噛み合いを解除することにより、容易にＰＣ鋼線２を取り外すことができる（Ｙ方向）。
【００５９】
本発明の製造装置１０を使用したＰＣ部材の製造方法によれば、ＰＣ部材内に内設されるＰＣ鋼線を接続具の開口に押圧挿入するだけでＰＣ鋼線を接続具に取付けることができるため、ＰＣ鋼線をアバット間に掛け渡す際の作業効率が格段に向上する。作業効率の向上によってＰＣ部材の製造時間を大幅に短縮することができ、その製造コストの低廉化を図ることが可能となる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の接続具の一実施の形態の縦断図。
【図２】楔体の斜視図。
【図３】接続具にＰＣ鋼線を接続している状況を説明した図であって、（ａ）は、ＰＣ鋼線を楔体の孔に押圧している状況を示した図であり、（ｂ）は、押圧力を解放した状態を示した図。
【図４】本発明のＰＣ部材の製造装置の一実施の形態の側面図。
【図５】図４のＶ矢視図であって、ＰＣ部材の製造装置の平面図。
【図６】本発明のＰＣ部材の製造装置の他の実施の形態の平面図。
【図７】図４，５に示すＰＣ部材の製造装置を使用して、ＰＣ部材を製造する製造方法を説明した図。
【図８】図７に続いて、製造方法を説明した図。
【図９】図８に続いて、製造方法を説明した図。
【図１０】図９に続いて、製造方法を説明した図。
【図１１】図１０に続いて、製造方法を説明した図。
【図１２】図１１に続いて、製造方法を説明した図。
【図１３】ＰＣ鋼線を楔体から取り外している状況を説明した図。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ…接続具、１１…本体部材、１２…開口、１３…中空部、１３ａ…テーパー部、１４…開口、１５…凹溝、１５ａ…ねじ切り、１６…楔体（有孔係止具）、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…分割体、１６ｄ…貫通孔、１７…圧縮ばね（付勢部材）、２，２ａ，２ｂ…ＰＣ鋼線、３…ＰＣ鋼棒、３ａ…ねじ切り、４…緊張側アバット、４ａ…緊張側梁部材、５…反力受け側アバット、６，６ａ…ジャッキ、７…型枠、８…ＰＣ部材、９…コンクリート、１０，１０Ａ…製造装置、Ａ…ＰＣ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具であって、
前記接続具は、一方のＰＣ用鋼材が挿入される第１の開口と、該第１の開口に連通する中空部と、他方のＰＣ用鋼材が挿入される第２の開口と、該第２の開口に連通する凹溝と、を備えた本体部材と、前記中空部に設けられた付勢部材と、該付勢部材に取付けられた有孔係止具と、を具備しており、前記一方のＰＣ用鋼材は、該有孔係止具の孔に押圧嵌合可能となっており、前記他方のＰＣ用鋼材は前記凹溝に取付け可能となっていることを特徴とする接続具。
【請求項２】
前記中空部の一部は、前記第１の開口に向けて縮径するテーパー部を具備しており、前記有孔係止具は、該テーパー部に嵌合可能な楔体からなり、前記凹溝の内壁面には、前記他方のＰＣ用鋼材の端部と螺合可能なねじ切りが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接続具。
【請求項３】
プレテンション方式によってプレストレスが導入される第１のＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造装置であって、
緊張側アバットと、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットと、からなるアバットユニットと、双方のアバットに固定された所定本数の第２のＰＣ用鋼材と、第２のＰＣ用鋼材の一端が接続される請求項１または２に記載の接続具と、を少なくとも具備しており、第２のＰＣ用鋼材の一端は該接続具の前記凹溝に取付けられており、反力受け側アバットの接続具と、該接続具に対応する緊張側アバットの接続具の双方の有孔係止具の孔に、前記第１のＰＣ用鋼材の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数の第１のＰＣ用鋼材がアバットユニット間に張設されるように構成されているＰＣ部材の製造装置。
【請求項４】
２組の前記アバットユニットからなり、双方の緊張側アバットと反力受け側アバットとを繋ぐ軸線が互いに交差するように２組のアバットユニットが配設されており、交差する２方向にプレストレスが導入されるＰＣ部材を製造可能である請求項３に記載のＰＣ部材の製造装置。
【請求項５】
プレテンション方式によってプレストレスが導入されるＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造方法であって、
請求項３または４に記載のＰＣ部材の製造装置を準備する第１の工程と、双方のアバットに設置された対向する接続具に前記第１のＰＣ用鋼材の両端部を接続してアバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材を掛け渡し、第１のＰＣ用鋼材に緊張力を導入する第２の工程と、アバットユニット間に設置された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが所定の強度を発現した段階で緊張力を解放し、コンクリート内にプレストレスを導入する第３の工程と、を具備してなるＰＣ部材の製造方法。
【請求項１】
２本のＰＣ用鋼材を接続する接続具であって、
前記接続具は、一方のＰＣ用鋼材が挿入される第１の開口と、該第１の開口に連通する中空部と、他方のＰＣ用鋼材が挿入される第２の開口と、該第２の開口に連通する凹溝と、を備えた本体部材と、前記中空部に設けられた付勢部材と、該付勢部材に取付けられた有孔係止具と、を具備しており、前記一方のＰＣ用鋼材は、該有孔係止具の孔に押圧嵌合可能となっており、前記他方のＰＣ用鋼材は前記凹溝に取付け可能となっていることを特徴とする接続具。
【請求項２】
前記中空部の一部は、前記第１の開口に向けて縮径するテーパー部を具備しており、前記有孔係止具は、該テーパー部に嵌合可能な楔体からなり、前記凹溝の内壁面には、前記他方のＰＣ用鋼材の端部と螺合可能なねじ切りが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接続具。
【請求項３】
プレテンション方式によってプレストレスが導入される第１のＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造装置であって、
緊張側アバットと、緊張力導入時の反力を受ける反力受け側アバットと、からなるアバットユニットと、双方のアバットに固定された所定本数の第２のＰＣ用鋼材と、第２のＰＣ用鋼材の一端が接続される請求項１または２に記載の接続具と、を少なくとも具備しており、第２のＰＣ用鋼材の一端は該接続具の前記凹溝に取付けられており、反力受け側アバットの接続具と、該接続具に対応する緊張側アバットの接続具の双方の有孔係止具の孔に、前記第１のＰＣ用鋼材の両端部がそれぞれ嵌合され、所定本数の第１のＰＣ用鋼材がアバットユニット間に張設されるように構成されているＰＣ部材の製造装置。
【請求項４】
２組の前記アバットユニットからなり、双方の緊張側アバットと反力受け側アバットとを繋ぐ軸線が互いに交差するように２組のアバットユニットが配設されており、交差する２方向にプレストレスが導入されるＰＣ部材を製造可能である請求項３に記載のＰＣ部材の製造装置。
【請求項５】
プレテンション方式によってプレストレスが導入されるＰＣ用鋼材を備えたＰＣ部材を製造するＰＣ部材の製造方法であって、
請求項３または４に記載のＰＣ部材の製造装置を準備する第１の工程と、双方のアバットに設置された対向する接続具に前記第１のＰＣ用鋼材の両端部を接続してアバット間に所定本数の第１のＰＣ用鋼材を掛け渡し、第１のＰＣ用鋼材に緊張力を導入する第２の工程と、アバットユニット間に設置された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが所定の強度を発現した段階で緊張力を解放し、コンクリート内にプレストレスを導入する第３の工程と、を具備してなるＰＣ部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２１６５０３（Ｐ２００７−２１６５０３Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３９３８６（Ｐ２００６−３９３８６）
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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